中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道9

——纳米纤维素表面的分子重组与定向应用
纳米纤维素表面的分子重组与定向应用
Molecular recombination and orientation application of nanocellulose
纳米纤维素也称纤维素纳米晶体，是纤维素分子中的结晶区部分，经分离后它的尺度范围可达纳米级（至少有一个方向的尺寸在纳米尺度范围）。纳米纤维素具有较高的杨氏模量，已广泛被用作纳米相增强材料。然而，表面未处理的纳米纤维素容易出现自聚集的现象，特别是在制备过程中，纳米纤维素之间很容易通过氢键作用而团聚，很难再用物理方法使其再分散，从而影响到其应用性能。
中国林科院林化所王基夫研究员及其研究团队在国家自然科学基金（批准号：31570579）的资助下，开展纳米纤维素表面的分子重组与定向应用研究，该团队在纳米纤维素表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP），将松香树脂酸、油脂等在纤维素纳米晶体表面进行共价键复合，构筑了新型纳米纤维素-树脂酸-油脂多臂星型热塑性弹性体材料。阐明了结晶性纤维素单元的刚性核心对弹性性能的增强作用机制。研究发现松香树脂酸三环菲结构单元的引入，在提升CNCs与聚合底物的相容性的同时，还能赋予复合材料优异且稳定的紫外吸收性能。该弹性体材料可应用作压敏胶（PSA），随着松香树脂酸含量的增加，压敏胶的初粘逐渐降低，持粘逐渐增加。
该项目揭示了纳米纤维素与树脂酸基聚合物复合分子微观结构和宏观弹性性能的关系，并发现纳米纤维素基弹性材料可作为一种新型的紫外线阻隔PSA材料的潜力。项目成果分别于2016年和2017年发表在Carbohydrate Polymers上，该项目成果将为开发新型纳米纤维素基和松香树脂酸基材料提供理论依据。
中国林科院科技处 2021-02-04

关键词 自然科学基金  科技成果  科技创新  林产化学  新材料  表面处理  松香  图片